Что лучше — толкатели или гидрокомпенсаторы

Гидравлические или механические толкатели клапанов — что лучше для мотора

Одной из актуальных проблем современных автомобильных двигателей является так называемый тепловой зазор. Он образуется между каждым из клапанов и кулачков на распределительном валу. Чтобы мотор выдавал максимальное КПД, необходимо полное отсутствие теплового зазора, однако в реальности этого не бывает.

Тепловой зазор и принцип работы механического толкателя

Во время работы автомобильного мотора происходит расширение металлов, тепловой зазор так или иначе возникает. Чем больше прижимаются друг к другу работающие металлические части, тем больше вероятность их заклинивания. Чтобы этого не допустить, принудительно создаётся такое расстояние, которое на холодном двигателе довольно велико, но при нагревании на горячем будет стремиться к минимуму. Чтобы устранить эту проблему, конструкторы придумали деталь под названием гидрокомпенсатор — она пришла на смену традиционному толкателю.

Главная цель, ради которой устанавливается толкатель, — уменьшить износ точек соприкосновения верхнего штока клапана с одной стороны и кулачка распредвала — с другой. Для этого толкатель изготавливают с большим диаметром по сравнению с диаметром штока. Обычно эта величина колеблется в диапазоне от 25 до 40 мм. Обязательно необходимо контролировать и регулировать их не реже, чем через 120 тысяч пройденных километров.

Достоинства и недостатки механического толкателя

Толкатели имеют цилиндрическую форму и могут быть либо разборными, либо цельнометаллическими. В старых версиях их конструкции были оснащены коромыслами.

Основные преимущества, благодаря которым регуляторы механического типа долгое время выпускались и продолжают устанавливаться в современные двигатели:

• простота их конструкции;
• нечастая необходимость регулировки;
• легко установить шайбу нужной высоты;
• благодаря простому устройству толкателя и его головки вероятность поломки значительно сокращается;
• толкатели в эксплуатации неприхотливы к качеству масла;
• невысокая стоимость по сравнению с гидрокомпенсаторами;
• способность нормально функционировать даже в силовых агрегатах с нагаром на стенках цилиндров.

Однако механические толкатели несовершенны — их главные недостатки сводятся к следующим качествам:

• без периодической регулировки начинают стучать;
• регулировка усложняется необходимостью снятия крышки клапанов. Придётся обращаться за помощью к специалистам;
• корректировать тепловой зазор обязательно требуется в ручном режиме. Без этого работа мотора будет ухудшаться.

Устройство и принцип работы гидрокомпенсатора

Устройство большинства известных современных гидрокомпенсаторов является практически идентичным. Как всегда, это металлический корпус, внутрь которого производитель помещает плунжерную пару. Она оснащается так называемым «шариковым» клапаном. Компенсатор может быть установлен в привод клапанов — в этой ситуации движущим элементом является только сам плунжер.

Необходимо обеспечить высокую герметичность узла и подвижность его элементов. Для этого делают совсем крохотный зазор между втулкой и плунжером. Последний может выталкиваться пружиной до практически полной ликвидации зазора. В этом случае масло перетекает во внутреннюю полость, заполняя её. Постоянная жёсткая связь гидротолкателя с другими деталями газораспределительного механизма приводит к отсутствию зазоров. Сам толкатель компенсирует своей конструкцией даже изменение длины собственных деталей.

Принцип работы гидрокомпенсаторов, в отличие от толкателей, сводится к определённому порядку действий. Вначале кулачок смотрит на толкатель своей обратной стороной. Усилие не передаётся, а плунжерная пружина самостоятельно определяет размер необходимого зазора. Как только полость будет заполнена маслом, произойдёт срабатывание шарикового клапана и закрытие полости.

Кулачок разворачивается уже другим профилем, нажимает на толкатель и движет его вниз. Обратный клапан закрыт, но сжатия масла не происходит. Небольшой его объём выдавливается сквозь предназначенные для этого зазоры. Происходит уменьшение длины гидрокомпенсатора с образованием зазора между толкателем и кулачком. Количество масла снова восстанавливается до прежнего уровня.

Такое периодическое тепловое расширение деталей в пределах узла клапанов вызывает изменения объёма масла и длины гидрокомпенстора. В этом они отличаются от толкателей. Восстановление зазора происходит автоматически, в том числе и вследствие естественного износа толщины деталей ГРМ. Для корректной работы регуляторов зазора гидравлического принципа действия необходимо высокое качество смазки.

Плюсы и минусы толкателей с гидрокомпенсацией

Многие водители, которые не знакомы досконально с особенностями работы ГРМ, не могут определиться, что лучше: толкатели или гидрокомпенсаторы нового принципа действия. На самом деле их внедрение дало целый ряд преимуществ:

• отпала необходимость в частой регулировке клапанов, а работа узла в целом стала более корректной и плавной;
• в результате внедрения этой детали удалось добиться снижения износа остальных элементов ГРМ;
• работа силового агрегата стала менее шумной;
• изменилась длительность газораспределительных фаз;
• оптимизировалась мощность мотора и потреблением им горючего.

Нельзя не упомянуть о ряде недостатков в работе гидрокомпенсаторов, вызванных особенностями их эксплуатации. При запуске холодного мотора давление масла в системе находится на минимальном уровне — из-за этого толкатели гидравлического типа могут работать неустойчиво. Они также способны и сами выйти из строя, если сильно загрязняются масляные каналы. К тому же самому результату приводит пользование некачественным маслом или загрязнение масляного фильтра.

Если посадочный зазор увеличен больше необходимой величины, масло из камеры уходит повышенными темпами. Компенсаторы начинают терять необходимую жесткость. Уменьшается усилие, передаваемое кулачком на клапан. Эти и другие отличия гидрокомпенсаторов приводят к ситуации, когда зазор не выбирается автоматически так, как следует.

Если они не будут заполнены маслом или, наоборот, завоздушены, то основную функцию не смогут выполнять эффективно. Как следствие, водитель может слушать ударные нагрузки и характерные стуки двигателя. В итоге ускоряется износ элементов ГРМ, а показатели работы мотора ухудшаются. Вот почему необходимо уделить повышенное внимание количеству смазки в системе и своевременной её замене.

Отличие толкателя клапана с гидрокомпенсатором от обычного толкателя

Автор: Евгений Живоглядов.
Дата публикации: 10 февраля 2019 .
Категория: Автотехника.

В современных автомобильных двигателях для открытия клапанов газораспределительного механизма (ГРМ) применяют две основные разновидности толкателей: механические и с гидрокомпенсацией (в народе их называют просто «гидрики»). И те и другие, имеют как свои достоинства, так и недостатки. В краткой обзорной статье мы попробуем разобраться в их принципиальных отличиях. А также, что лучше при повседневной эксплуатации транспортного средства – гидрокомпенсатор или обычный механический толкатель. Причем чтобы проще было сравнивать будем рассматривать обе разновидности (обычную и гидравлическую) одной геометрической формы, а именно, в виде стаканчика (так называемой шляпкообразной).

Тепловой зазор и принцип работы механического толкателя

Напомним вкратце, как работает газораспределительный механизм (ГРМ) двигателя автомобиля. При вращении распредвала происходит его «наезд» (если быть точнее, то выступающей частью, которую называют кулачком) на поверхность толкателя, опирающегося на шток клапана. В этот момент происходит открытие последнего. Когда кулачок перестает «контактировать» с толкателем, возвратная пружина закрывает клапан. Казалось бы все просто. Но, по мере прогрева мотора все металлические элементы конструкции расширяются. Это известно всем еще из школьного курса физики. В двигателях, оборудованных обычными механическими толкателями, изначально для компенсации температурного расширения элементов предусмотрен определенный зазор. По мере прогрева он уменьшается, и мотор начинает уверенно выдавать все заявленные производителем характеристики. Если бы этого не было сделано, то в прогретом двигателе расширенные элементы ГРМ в лучшем случае испытывали бы повышенные нагрузки (что привело бы к их преждевременному износу), в худшем – их просто бы заклинило.

Достоинства и недостатки механического толкателя

К несомненным достоинствам обычных толкателей стоит отнести:

• Простоту конструкции, и, как следствие, невысокую стоимость.
• «Нетребовательность» к качеству масла (нагар и отложения не влияют на их работу) и периодичности его замены (как правило, через каждые 15000 км пробега).

Самым главным недостатком простой и достаточно надежной конструкции механического толкателя является необходимость периодической ручной регулировки величины теплового зазора (такую процедуру у современных транспортных средств приходится производить не так уж часто – через каждые 80000÷100000 км пробега). Как это делают? Сначала производят замер величины зазора с помощью специальных щупов. Затем подбирают регулировочную шайбу (если она есть, как например, во многих двигателях семейства переднеприводных автомобилей ВАЗ) необходимой толщины. Но, не всегда это возможно сделать. У многих иномарок приходится менять толкатель на новый, так как регулировочная шайба в их конструкции просто не предусмотрена.

Кратко об устройстве и принципе работы гидрокомпенсатора

По внешнему виду гидрокомпенсатор мало чем отличается от обычного механического толкателя. Не будем подробно расписывать внутреннее технологическое устройство «гидрика». Отметим только, что на его корпусе имеется специальная канавка и отверстие для подачи внутрь масла, а в самой головке блока цилиндров обустроены специальные каналы.

Принцип работы гидрокомпенсатора в кратком изложении:

• При заглушенном двигателе давление масла отсутствует. А между распредвалом и «крышкой» гидрокомпенсатора имеется определенный зазор.
• После запуска мотора масло под давлением заполняет внутренний объем корпуса. Гидрокомпенсатор поднимается вверх, и зазор автоматически «выбирается» (то есть, он отсутствует).
• Заполненный несжимаемым маслом (именно такие сорта применяют в современных двигателях) гидрокомпенсатор приобретает достаточную «жесткость», чтобы без потерь передавать механическое усилие и открывать клапан (при «наезде» кулачка распредвала на верхнюю поверхность «гидрика»).
• Далее выступающая часть распределительного вала перестает «контактировать» со «шляпкой» гидротолкателя. Клапан закрывается под действием возвратной пружины.

На заметку! При вращении распредвала отверстие в корпусе гидрокомпенсатора циклически проходит мимо масляного канала блока цилиндров. При этом происходит выравнивание давления смазывающей жидкости снаружи (то есть в самом двигателе) и внутри корпуса «гидрика». В результате происходит постоянный контакт поверхностей распредвала и толкателя.

Плюсы и минусы толкателей с гидрокомпенсацией

Гидрокомпенсаторы обладают целым рядом неоспоримых достоинств (по сравнению со стандартными механическими толкателями):

• После запуска двигателя тепловой зазор между распредвалом и поверхностью толкателя «выбирается» автоматически. То есть, полностью отпадает необходимость его регулировки ручным способом.
• Максимальный прижим «шляпки» гидрокомпенсатора к поверхности распредвала осуществляется независимо от температуры двигателя. Это позволяет достичь стабильной «жизнедеятельности» мотора во всем рабочем диапазоне оборотов.
• Более четкая работа клапанов приводит к ощутимой экономии топлива.
• Сам двигатель работает значительно тише, по сравнению с аналогами, оборудованными механическими толкателями.
• Долговечность. Как правило, гидрокомпенсаторы от проверенных временем производителей (при правильной эксплуатации транспортного средства) рассчитаны на весь «жизненный срок» самого двигателя.
• Меньший износ всех деталей ГРМ.

Почему же не все автопроизводители спешат перейти к таким удобным в эксплуатации автоматическим приспособлениям регулировки зазора? Да потому, что как любые технические приспособления, они обладают рядом недостатков:

• Сложность конструкции, как самого толкателя, так и головки блока цилиндров, в которой необходимо обустраивать специальные каналы и отверстия для подачи масла в корпус гидрокомпенсатора.
• Это в свою очередь приводит к значительному удорожанию изделия (в разы по сравнению с механическим «оппонентом») и двигателя, и, как следствие, всего автомобиля в целом.
• Возрастание эксплуатационных расходов. Для бесперебойной и долгосрочной эксплуатации необходимо применять только высококачественные сорта полусинтетических или синтетических масел. К тому же его замену лучше производить не реже чем каждые 10000 км. А при эксплуатации в мегаполисах (с постоянными простоями в пробках и «на светофорах») лучше сократить периодичность до 7000÷8000 км. Это предотвратит забивание каналов и отверстий подачи масла, как в головке блока, так и в корпусе самого гидрокомпенсатора.

• Повышенные требования к производительности масляного насоса. Дополнительная мощность этого узла необходима для создания нужного давления для «закачки» масла внутрь корпуса гидрокомпенсаторов.
• Не ремонтопригодность. При выходе из строя изделие подлежит замене на новое. Гидрокомпесаторы от некоторых производителей служат «верой и правдой» не более 100000÷150000 км пробега. Это вполне соизмеримо с частотой регулировки зазора механических толкателей. Однако заменить «гидрики» значительно дороже, чем выставить необходимые зазоры (особенно, если для этого можно применять регулировочные шайбы).

В заключении

Количество приверженцев гидрокомпенсаторов приблизительно равно числу «упорных» почитателей обычных механических толкателей. Кто-то при тюнинге своего автомобиля меняет «механику» на «гидрики». Кто-то (с точностью до наоборот) устанавливает в мотор «стаканчики» с регулировочными шайбами (вместо штатных гидротолкателей). Наш совет: регулярно меняйте масло и проводите все предусмотренные производителем профилактические мероприятия, и ваш двигатель прослужит долго, независимо от того какой способ открытия клапанов (механический или гидравлический) применен инженерами при проектировании конкретного автомобиля.

Гидрокомпенсаторы или толкатели что лучше?

Еще совсем недавно мэтрами автомобильного мира считались механики, техники, автослесари и домашние «самородки», умеющие правильно отрегулировать зазор в клапанах двигателя, и знающие наизусть величины этих зазоров для разных марок автомобильных двигателей.
Но в последнее время у этих «авторитетов» от техники кусок хлеба все чаще отнимают устройства, способные автоматически, в следящем режиме следить за состоянием зазоров между деталями ГРМ, и своевременно устранять выявленные недостатки в этом плане.
К таковым относятся, в первую очередь, гидравлические устройства, использующие в своей работе давление моторного масла принудительной системы смазки двигателя. Их называют гидравлическими толкателями, гидротолкателями или гидрокомпенсаторами.
Впрочем, название не меняет сути, тем более, что конструктивных решений для этих устройств в последние годы разработано немало.
Итак – представляем на суд автомобилистов злостного конкурента механиков и техников автомобильного мира – гидрокомпенсатор («девичье имя» – гидравлический толкатель клапанов).

Существует несколько технических решений конструкции гидравлических толкателей (гидрокомпенсаторов, гидротолкателей), которые принципиально почти не отличаются.

Гидротолкатель (гидрокомпенсатор) представляет собой корпус, внутри которого установлена подвижная плунжерная пара с шариковым клапаном. Корпус подвижен относительно направляющего седла, сделанного в головке блока цилиндров.
Если гидрокомпенсатор вмонтирован в рычаги привода клапанов (в рокеры или коромысла), его подвижной частью является только плунжер, выступающая часть которого выполнена в виде шаровой опоры или опорного башмака.

Основная часть гидрокомпенсатора — плунжерная пара. Зазор между втулкой и плунжером составляет всего 5…8 мкм, что обеспечивает высокую герметичность соединения, при этом подвижность деталей сохраняется. В нижней части плунжера сделано отверстие для поступления масла, которое закрывается подпружиненным обратным шариковым клапаном. Между втулкой и плунжером установлена достаточно жесткая возвратная пружина.

Принцип действия гидравлического толкателя (гидрокомпенсатора)

Принцип действия гидрокомпенсатора заключается в автоматическом изменении его длины на величину, равную зазору в газораспределительном механизме. Для функционирования компенсатор использует масло принудительной системы смазки двигателя, которое циркулирует по масляным магистралям под давлением.
По специальному каналу смазочное масло может поступать в корпус толкателя, когда тот, под действием пружины, находится в верхнем положении (кулачок распредвала не давит на него, рис. 2, а), и заполнять его объем. Под давлением кулачка распределительного вала толкатель начинает перемещаться вниз и перекрывает масляный канал, превращаясь в жесткий замкнутый сосуд, наполненный маслом.

Рассмотрим подробнее работу гидрокомпенсатора, схематически изображенного на рисунке 2.

Примечание: для детального осмотра схемы щелкните по рисунку мышкой — полное изображение откроется в отдельном окне браузера.

а) При запуске холодного двигателя, в момент, когда кулачок распределительного вала расположен тыльной стороной к корпусу толкателя, нагрузка на толкатель отсутствует, и между его корпусом и кулачком распредвала образуется зазор h .

б) Возвратная пружина выталкивает плунжер до тех пор, пока он не упрется в кулачок вала и зазор h уменьшается практически до нуля. В это время масло из системы смазки двигателя через шариковый клапан и перепускной канал под давлением поступает во внутреннюю полость плунжера и заполняет ее.
Небольшой диаметр плунжера не позволяет давлению масла развить усилие, способное открыть клапан, поэтому масло лишь плотно прижимает плунжер толкателя к кулачку.

в) По мере того, как вал поворачивается, кулачок распределительного вала начинает давить на корпус толкателя и перемещает его вниз, перекрывая масляные каналы системы смазки двигателя и перепускной канал.
Шариковый клапан при этом закрывается, и давление масла под плунжером увеличивается. Так как жидкость практически несжимаема, плунжерная пара начинает работать как жесткая деталь, передавая усилие кулачка распредвала на стержень клапана.

Некоторое количество масла продавливается обратно через технологический зазор между плунжером и втулкой, поэтому толкатель опускается («проседает») на 10…50 мкм. Величина «просадки» зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. При увеличении оборотов, за счет уменьшения времени нажатия на корпус гидротолкателя (гидрокомпенсатора), снижаются утечки масла из-под плунжера, и гидротолкатель работает без «проседания».

Образование зазора при сходе кулачка с толкателя исключается благодаря действию возвратной пружины плунжера и давлению масла в системе смазки двигателя. Таким образом, гидрокомпенсатор является своеобразной следящей системой, обеспечивающей отсутствие зазоров за счет поддержания постоянной жесткой связи между элементами и деталями ГРМ. Из-за нагревания двигателя длина деталей самого гидрокомпенсатора тоже несколько меняется, но он автоматически компенсирует и эти изменения.

Достоинства и недостатки гидрокомпенсаторов

Применение гидрокомпенсаторов позволяет избежать регулировки зазоров клапанного механизма и сделать его работу более «мягкой»; уменьшить ударные нагрузки, то есть снизить износ деталей ГРМ и исключить повышенную шумность двигателя; более точно соблюдать длительность фаз газораспределения, что положительно сказывается на надежности и долговечности двигателя, его мощности и расходе топлива.

Тем не менее, при всех своих достоинствах и преимуществах, гидрокомпенсаторы обладают и недостатками, а двигатели, оборудованные ими, некоторыми особенностями эксплуатации, которые следует знать и учитывать.
Так, один из существенных конструкционных недостатков простых гидрокомпенсаторов — запоздалое функционирование в первые секунды пуска холодного двигателя, когда давление масла в системе смазки отсутствует или оно минимально. Это приводит к повышенным динамическим нагрузкам в ГРМ при запуске холодного двигателя.
Кроме того, очевидно, что гидравлические толкатели сложнее и дороже в изготовлении, чем детали классической системы газораспределения с чисто механическим приводом.

Основные причины поломок гидрокомпенсаторов

Основные причины выхода из строя гидрокомпенсаторов — загрязнение масляных каналов двигателя и износ рабочих поверхностей обратного клапана и плунжерной пары, изготовленных с высокой степенью точности. К загрязнению приводит использование несоответствующего масла, несоблюдение сроков его замены или неисправность масляного фильтра, пропускающего грязное масло через перепускной клапан.

При увеличении посадочного зазора в плунжерной паре повышается утечка масла из камеры высокого давления. Гидрокомпенсатор теряет «жесткость», поэтому эффективность передачи усилия кулачка на стержень клапана ГРМ снижается. То же самое происходит при износе обратного клапана камеры высокого давления. Неисправности системы смазки двигателя замедляют наполнение гидрокомпенсатора маслом и не позволяют поглощать зазоры в ГРМ. При выходе из строя одного или нескольких гидрокомпенсаторов в двигателе появляется характерный «клапанный» стук.

Необходимо знать, что долговечную работу гидрокомпенсаторов обуславливает применение в двигателе маловязких масел высокого качества — синтетических или полусинтетических (SAE 0W40, 5W40, 10W30 и др.). Использовать минеральные масла (например, SAE 15W40) из-за их повышенной вязкости и склонности к смолистым отложениям не рекомендуется.

Магазин Motorzona.ru предлагает толкатели клапанов для грузовых и гидрокомпенсаторы для легковых автомобилей самых известных мировых производителей (SWAG, Ruville, TRW, AE, BF, Diesel Technic, FP-Diesel).

Большое значение для надежной работы клапанного механизма имеет выполнение своих функций толкателями клапанов.
Толкатели клапанов предназначены для непосредственной передачи движения клапанам или штангам механизма газораспределения. Толкатели воспринимают передающиеся от кулачка боковые усилия, вследствие чего стержни и направляющие втулки как боковых, так и подвесных клапанов от этих усилий разгружаются.
В процессе работы двигателя детали клапанного механизма нагреваются, что приводит к увеличению их в размерах. Это ведет к тому, что клапан перестанет плотно закрываться и появится пространство между седлом и тарелкой клапана. Для того чтобы обеспечить бесперебойную работу двигателя, в клапанном механизме предусмотрен тепловой зазор (для впускных клапанов — от 0,15 до 0,25 мм, для выпускных — от 0,20 до 0,35 мм и более).
Величина и характер изменения зазора зависят от температурного режима двигателя, конструкции механизма газораспределения и материалов его деталей. Зазоры между клапаном и толкателем с увеличением температуры уменьшаются. Это происходит по тому, что при нагреве длина клапана увеличивается на большую величину, чем высота головки блока. На двигателях с нижним расположением распределительного вала, зазор между клапаном и ударником коромысла клапана при повышении температуры деталей наоборот, увеличивается. Это объясняется, тем, что при нагреве двигателя увеличение высоты цилиндра и головки блока оказывается большим, чем удлинение штанги толкателей.
При эксплуатации двигателя происходит естественный износ деталей газораспределительного механизма, приводящий к увеличению теплового зазора. Наличие повышенных зазоров отрицательно сказывается на работе механизма газораспределения, вызывая стук при подъеме и посадке клапана и повышенный износ соприкасающихся поверхностей. Возникают опасные удары клапана о седло, приводящие к разрушению опорной поверхности, потери компрессии, а выпускных клапанах — к обгоранию тарелки и седла клапана. С увеличением зазоров ухудшается также наполнение двигателя.
Для обеспечения плотности посадки клапана в седло в двигателях предусматривается устройство для регулировки зазора между клапаном и затылком кулачка или между клапаном и толкателем, или между клапаном и ударником коромысла. Зазор обычно регулируют при помощи ввертываемого в верхнюю часть толкателя и закрепляемого с помощью контр гайки болта.
Регулировка зазоров является регулярной процедурой при техническом обслуживании автомобиля.
В современном двигателе строении получили большое распространение гидравлические толкатели. Они автоматически выбирают зазор между стержнем клапана и толкателем (или коромыслом). Гидравлические компенсаторы (гидрокомпенсаторы) зазоров в клапанном механизме обеспечивают его безударную работу и полное закрытие клапанов.
Принцип действия гидрокомпенсатора заключается в автоматическом изменении длины гидрокомпенсатора на величину равную зазору в ГРМ. Это происходит за счет перемещения его деталей под действием пружины и подачей масла из системы смазки двигателя.

Гидравлический толкатель состоит из: корпуса, пружины плунжера, плунжерной пары, и обратного клапана.

• Корпус — в зависимости от конструкции привода клапанов, это коромысло, цилиндрический толкатель, или часть головки блока цилиндров.
• Плунжерная пара состоит из: втулки (обеспечивающей движение плунжера в строго заданном направлении) и плунжера — стального подвижного цилиндра с отверстием в нижней части. Зазор между этими двумя деталями составляет 0,005 — 0,008 мм.
• Пружина плунжера расположена между ним и втулкой, удерживает обратный клапан.
• Обратный клапан, как правило, представляет собой стальной шарик, прижимаемый пружиной.

Гидрокомпенсатор в толкателе с верхним распредвалом работает следующим образом:

Кулачок распредвала, повернутый к толкателю тыльной стороной, не передает на него усилие, и плунжерная пружина свободно выдвигает плунжер из втулки, выбирая тем самым необходимый зазор. Образовавшаяся полость под плунжером, через шариковый клапан вбирает в себя масло. После того как масло заполнит полость, срабатывает шариковый клапан, который под действием своей пружины, закрывая появившуюся полость.
Поворачиваясь выпуклым профилем к толкателю, кулачок нажимает на него и перемещает его вниз. В течении этого воздействия гидравлический толкатель передает усилие на клапан как «жесткий» узел, так как обратный клапан закрыт, и масло в замкнутой полости не сжимается. Во время нижнего перемещение толкателя и плунжерной пары, небольшая часть масла выдавливается через зазоры из полости под плунжером. Длина гидрокомпенсатора незначительно уменьшается и образуется тепловой зазор между кулачком и толкателем. Ушедшее масло вновь восстанавливается из системы смазки двигателя.
Тепловое расширение деталей клапанного механизма приводит к изменению объема «восстанавливающей» порции масла и длину гидрокомпенсатора, то есть он автоматически восстанавливает зазор, как от теплового расширения материала, так и от естественного износа деталей газораспределительного механизма.
Гидравлические толкатели работают надежно лишь при применении масла высокого качества, сохраняющего при изменении температуры примерно постоянную вязкость.

Расположение гидрокомпенсаторов в толкателе с нижним распредвалом, в коромысле и в опоре рычага привода клапана ГРМ:

Где: 1 — кулачок; 2 — плунжер; 3 — втулка плунжера; 4 — полость под плунжером; 5 — плунжерная пружина; 6 — пружина обратного клапана; 7 — фиксирующее кольцо; 8 — рычаг привода клапана; 9 — сливное отверстие.

Гидрокомпенсаторы или толкатели (клапанов). Что лучше?

Тепловой зазор между клапаном двигателя и кулачком распределительного вала, это больная тема инженеров практически любой автомобильной компании. Все дело в том, что в идеале клапан должен всегда быть плотно прижат к кулачку, для наилучшей работы. НО есть такое понятие как расширение металлов от нагрева, поэтому если на горячую зазора нет, это не значит что его не будет когда мотор остынет. Также наоборот если убрать зазор на «холодную», то на «горячую» при расширении металлов две поверхности могут повредить друг друга, либо вообще заклинить. Такая ситуация происходит с обычным цельнометаллическим толкателем! НО постойте – неужели нет конструкции, которая будет автоматически регулировать этот зазор от прогрева или охлаждения мотора? Конечно есть и называется она гидрокомпенсатор. Вот только почему то некоторые производители упорно не ставят их на свои авто. Почему? Давайте разбираться, как обычно будет видео версия в конце …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

С одной стороны вроде бы идеальная конструкция – автоматическая коррекция теплового зазора. С другой стороны не все так просто и многие производители все еще не устанавливают такую систему на свои авто. Сегодня я постараюсь разобрать каждого из оппонентов и выделить плюсы и минусы того и другого.

Клапан, кулачек и тепловой зазор

Почему кулачек распределительного вала всегда должен быть ПЛОТНО прижат к толкателю (коромыслу) или «гидрокомпенсатору» клапана. Зачем это нужно?

Система ГРМ, это очень точная конструкция. Клапан должен открываться на заданный инженерами размер (сейчас открытие может контролироваться еще и фазовращателями и более продвинутыми системами). Зачастую зазор даже в десятые доли миллиметра между клапаном и кулачком распределительного вала. Может снижать характеристики двигателя.

Например, если клапан открывается с опозданием (большой зазор) то наполняемость цилиндра свежей топливной смесью падает, отсюда падает и мощность двигателя. Также ухудшается и отвод отработанных газов. Вы больше давите на педаль газа, чтобы компенсировать эту потерю, соответственно растет и расход топлива.

НО в системе с обычными толкателями есть такое понятие как — тепловой зазор. ТО есть на «холодную» — зазор (между клапаном и кулачком может быть), а вот на «горячую» из-за расширения металлов он сходит на нет. Важно регулировать клапана (про это писал здесь) чтобы держать зазор в строго установленных производителем рамках (не давая ему увеличиваться или уменьшаться). Только тогда ваш мотор будет работать на все 100%.

Обычные толкатели

Вот мы и подошли к первому претенденту, это обычные цельнометаллические или разборные (с шайбой сверху) толкатели, это одна из самых популярных на данный момент конструкций. Сейчас есть еще и конструкции с коромыслами (рокерами), но она старая и современными производителями практически не устанавливается.

Толкатель был создан лишь только для того чтобы уменьшить износ верхней точки штока клапана и кулачка распределительного вала. Делалось это достаточно просто – увеличением диаметра, ведь зачастую шток имеет диаметр всего 5-7мм, а толкатель 25 – 37мм. Поэтому износ меньше в разы. Сейчас на автомобилях оборудованных этой системой регулировка требуется лишь каждые 90 – 120 000 км. Иногда подбирают путем нового толкателя, иногда путем подбора специальной регулировочной шайбы.

В целом конструкция очень простая и не прихотливая, отсюда вырастают положительные моменты:

• Достаточно долго ходят. Регулировка раз в 100 000 км
• Есть конструкции с регулировочными шайбами, не нужно менять сам толкатель просто подбираем шайбу нужной высоты
• Простая конструкция. Как самих толкателей, так и головки блока под них
• Дешевые. Иногда в несколько раз, чем оппонент
• Не так сильно требовательны к качеству масла
• Масло можно менять через большие пробеги, скажем 15000км, вместо 10000 км
• Им практически нестрашны — нагар и прочая грязь в «запущенном» двигателе

Отрицательные стороны тоже есть, их не много, но они связаны непосредственно с их работой:

• Требуют ручной регулировки теплового зазора (не регулируют автоматически). Если ее долго не делать зазор может либо увеличиться, либо наоборот уменьшится
• Через определенный пробег начинают стучать (большой шум). Значит нужно регулировать
• Чтобы регулировать нужно «скидывать» клапанную крышку, что для новичка сложно. При обратной установке (особенно через большие пробеги), нужно менять прокладку

В идеале было бы, чтобы тепловой зазор изменялся сам автоматически и причем не нужно было бы выполнять ручную регулировку.

Гидрокомпенсаторы

С одной стороны кажется, что это идеальная система. Не нужно заморачиваться с постоянной регулировкой клапанов, кулачек распредвала и гидравлический толкатель всегда плотно прижаты друг к другу, повышается мощность падает расход топлива, да и в конце-концов нет такого шума. Вроде вот оно — решение, однако оказывается не все так просто, и многие производители не переходят на «гидрики» из-за ряда причин.

Сейчас гидрокомпенсатор представляет из себя почти тот же толкатель, только с автоматически регулируемой центральной частью. Она может выдвигаться или наоборот сжиматься, от нужных условий. Я сейчас не буду пересказывать все об этой конструкции, все же у меня уже есть статья.

Хочется лишь сказать, что гидравлический компенсатор накачивает в себя моторное масло через специальное отверстие, запирая его внутри. Автоматически уменьшая зазор как на горячую, так и на холодную. Масло до компенсатора подается через специальные каналы в головки блока.

В такой конструкции есть много плюсов:

• Тепловой зазор всегда минимален — это значит, клапан двигателя всегда плотно прижат к кулачку распредвала
• Всегда нужная мощность
• При больших пробегах, меньший расход топлива, чем у оппонента
• Автоматическая корректировка. Не нужно снимать для этой процедуры клапанную крышку
• Ну и соответственно тихая работа. При любом пробеге

Но есть и минусы:

• Сложная конструкция, как самой головки блока, так и гидрокомпенсатора
• Соотвественно высокая цена. Иногда разница с обычным толкателем доходит до нескольких раз. А ведь на цену накладывается еще и головка блока (также дороже) и масляный насос (требуется производительнее)
• Высокие требования к качеству масла
• Чаще замена масла (желательно раз в 10 000 км)
• Если выйдет из строя практически нельзя отремонтировать только замена
• Гидрокомпенсаторы некоторых производителей ходят около 150 000 км (именно при таком пробеге некоторые регулируют тепловые зазоры)
• При выходе из строя слышен сильный стук

Конечно нормальные компенсаторы будут ходить очень долго, обычно весь ресурс мотора. Но при нашем топливе, нагаре, масле (мягко сказать не высокого качества), они могут выходить гораздо быстрее.

Еще раз напоминаю, они очень требовательны к качеству масла (обычно льется хорошая синтетика), также лучше сократить интервалы замены (лучше вообще считать по моточасам)

Тогда будут ходить долго. В общем автомобиль с такой системой более требовательный к своему уходу.

Лично мое мнение компенсаторы все же более совершенная система, чем толкатели. Даже если выйдет из строя можно заменить один – два и дальше эксплуатировать, не выставляя тепловой зазор и не боясь, что (скажем) зажмет клапан.

Сейчас видео версия статьи, смотрим

А теперь голосование, что вы считаете лучше систему с обычными толкателями или с гидрокомпенсаторами

На этом заканчиваю, думаю, моя статья была вам полезна. Искренне ваш АВТОБЛОГГЕР

(16 голосов, средний: 4,31 из 5)